串聯(lián)式混合動力APU用米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)性能研究.pdf

1、能源危機(jī)與環(huán)境污染問題對傳統(tǒng)汽車的發(fā)展提出巨大挑戰(zhàn)。在這種背景下，電動化成為汽車發(fā)展的重要趨勢。當(dāng)前純電動汽車發(fā)展受到電池技術(shù)限制，短期內(nèi)難有較大突破，因此混合動力汽車成為最佳過渡方案，其中串聯(lián)式混合動力汽車因其簡單可靠的動力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受到汽車行業(yè)的廣泛關(guān)注，特別是近年來出現(xiàn)的串聯(lián)式插電混合動力汽車SPHEV（Series Plug-in Hybrid Electric Vehicle）成為該領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。當(dāng)前SPHEV面臨混合驅(qū)動模式下

2、整車能源效率低的問題。針對該問題，本文提出通過采用米勒循環(huán)提高發(fā)動機(jī)效率，從而改善整車能源效率。
　　本文在某型 A級傳統(tǒng)動力汽車的基礎(chǔ)上開展串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)研究。從保持SPHEV的動力性與基礎(chǔ)車型一致的角度出發(fā)，提出了SPHEV的設(shè)計(jì)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了動力系統(tǒng)各部件的選型和匹配，為后續(xù)米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)的性能研究及搭載米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)的SPHEV性能研究提供參數(shù)依據(jù)。
　　本文基于動力系統(tǒng)匹配的結(jié)果，選取一臺1.1 L汽油機(jī)作為發(fā)動

3、機(jī)基礎(chǔ)平臺。基于準(zhǔn)維模型，采用全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)法研究了米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)的幾何壓縮比、進(jìn)氣門遲閉角及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速對發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性的影響。米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)參量與性能參量間存在交互影響關(guān)系，對發(fā)動機(jī)性能研究造成了障礙。本文采用了以研究目標(biāo)為中心的分析方法，借助中間參量搭建各參量間的邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對計(jì)算結(jié)果的有效分析。研究結(jié)果表明只有合理提高幾何壓縮比、增大進(jìn)氣門遲閉角，才可降低發(fā)動機(jī)的有效燃油消耗率。米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)有效燃油消耗率的改善受到

4、回流損失、火用損失、不完全膨脹損失以及燃燒損失的制約。米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性與動力性存在“trade-off”關(guān)系，該現(xiàn)象源自爆震約束。
　　為評價(jià)“串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)+米勒循環(huán)”這一技術(shù)方案對整車能耗及排放的影響，本文研究了同一汽車基礎(chǔ)平臺下傳統(tǒng)動力汽車以及分別配備奧托循環(huán)發(fā)動機(jī)、米勒循環(huán)發(fā)動機(jī)的SPHEV在不同行駛循環(huán)下的能源效率、排放水平。研究結(jié)果表明單獨(dú)采用串聯(lián)式混合動力技術(shù)可以有效改善車輛在市區(qū)、市郊工況的燃油經(jīng)濟(jì)性